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有机-无机杂化材料能够在分子级水平上实现有机组分与无机组分功能的复合，可在光、电、热、力、磁等多方向呈现出优异的性能，为探究新型功能材料及其应用提供了全新的平台。晶态有机-无机杂化材料是一类特殊的杂化材料，其结构可以使用X射线或中子衍射等技术进行表征。这使得研究者可以深刻理解其微观结构与性能的关系，为实现材料功能的精准设计提供了重要依据。本文中，通过精准的分子修饰策略，设计并合成了一系列晶态有机-无机杂化化合物，并对其晶体结构、热力学性质、介电性质等进行了表征。
本论文的研究内容主要分为三部分：第一部分：以N,N-二甲基乙胺为模板化有机胺阳离子，通过引入卤素（F、Cl）及氨基（-NH2），与CdCl2构建的无机骨架进行杂化，设计合成了4种晶态有机-无机杂化钙钛矿化合物：[(CH3)2NHCH2CH3][CdCl3] (1)、[(CH3)2NHCH2CH2F][CdCl3] (2)、[(CH3)2NHCH2CH2Cl]2[Cd2Cl6] (3)、[(CH3)2NHCH2CH2-NH3]2[Cd3Cl10] (4)。
第二部分：以N,N-二甲基乙胺的类似物为有机胺阳离子，与CdCl2或CdBr2构建的无机骨架进行杂化，设计合成出 4 种晶态有机-无机杂化钙钛矿化合物：[(CH3)2NHCH(CH3)2][CdBr3] (5)、[(CH3)2NHC(CH3)3][CdCl3] (6)、[(CH3)3NC(CH3)3][CdCl3] (7)、[CH3NH2CH(CH3)2]2[Cd2Cl6] (8)。
第三部分：以去甲基托品酮（8-氮杂双环[3,2,1]辛-3-酮）作为有机胺阳离子，与不同金属卤化物（CdCl2、MnCl2、BiCl3、PbBr2）构建的无机框架进行杂化，设计合成出4 种有机-无机杂化化合物：[C7H12NO][CdCl3] (9)、[C7H12NO]2[MnCl4] (10)、[C7H12NO]4[Bi2Cl10] (11)、[C7H12NO]4[Pb3Br10] (12)。
通过对以上12种化合物系统的表征，化合物1、7、12在所测温度范围内发生了结构相变。其中，化合物1在210 K到350 K呈现出明显的介电驰豫，化合物7和12分别在350 K、400 K附近呈现出明显的“阶梯状”介电异样。此外，化合物12还表现出发光性质和半导体性质，其有可能在多功能材料领域具备应用前景。
本论文的研究内容主要分为三部分：第一部分：以N,N-二甲基乙胺为模板化有机胺阳离子，通过引入卤素（F、Cl）及氨基（-NH2），与CdCl2构建的无机骨架进行杂化，设计合成了4种晶态有机-无机杂化钙钛矿化合物：[(CH3)2NHCH2CH3][CdCl3] (1)、[(CH3)2NHCH2CH2F][CdCl3] (2)、[(CH3)2NHCH2CH2Cl]2[Cd2Cl6] (3)、[(CH3)2NHCH2CH2-NH3]2[Cd3Cl10] (4)。
第二部分：以N,N-二甲基乙胺的类似物为有机胺阳离子，与CdCl2或CdBr2构建的无机骨架进行杂化，设计合成出 4 种晶态有机-无机杂化钙钛矿化合物：[(CH3)2NHCH(CH3)2][CdBr3] (5)、[(CH3)2NHC(CH3)3][CdCl3] (6)、[(CH3)3NC(CH3)3][CdCl3] (7)、[CH3NH2CH(CH3)2]2[Cd2Cl6] (8)。
第三部分：以去甲基托品酮（8-氮杂双环[3,2,1]辛-3-酮）作为有机胺阳离子，与不同金属卤化物（CdCl2、MnCl2、BiCl3、PbBr2）构建的无机框架进行杂化，设计合成出4 种有机-无机杂化化合物：[C7H12NO][CdCl3] (9)、[C7H12NO]2[MnCl4] (10)、[C7H12NO]4[Bi2Cl10] (11)、[C7H12NO]4[Pb3Br10] (12)。
通过对以上12种化合物系统的表征，化合物1、7、12在所测温度范围内发生了结构相变。其中，化合物1在210 K到350 K呈现出明显的介电驰豫，化合物7和12分别在350 K、400 K附近呈现出明显的“阶梯状”介电异样。此外，化合物12还表现出发光性质和半导体性质，其有可能在多功能材料领域具备应用前景。